JP7113461B2 - 金属シートの製造方法及び金属シート - Google Patents

Description

本発明は、金属シートの製造方法及び金属シートに関する。

エッチング工程において、金属部品をエッチング処理により金属板から型抜き（姿抜き）分割することにより、別個独立した金属部品を形成し、その後、別個独立した金属部品の裏面へ接着剤を転写させることで、金属製の装飾用シールを製造する技術がある（特許文献１を参照。）。

特開２０１８－１３４７７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、型抜き分割された後の金属部品にカラー印刷をするので、バラバラな状態にある金属部品の処理位置が狂わないように位置決めするなど、工程が煩雑である。また、金属部品を型抜き分割せずに、その周囲の金属板を含めた全体のレイアウトを保持しつつ、シートとして製造することは考慮されていない。

そこで、金属板に金属部品を形成する処理において、個々の金属部品とその周囲の金属板とのレイアウトを保持しつつ、金属部品を容易に金属板から分離可能に形成する技術を提供する。

本発明は、金属部品の製造方法であって、
金属板の第１面をエッチングして前記金属板に凹部を形成し、前記金属板の厚さ方向において金属部品の一部を形成する第１のエッチング工程と、
前記第１面に保護層を貼付する工程と、
前記保護層が貼付された前記金属板の前記第１面と反対側の第２面をエッチングして前記金属板に凹部を形成し、前記金属板の厚さ方向において前記金属部品の残り部分を形成する第２のエッチング工程とを含む。
本発明はまた、複数の金属部品を含む金属シートの製造方法であって、
金属板の第１面をエッチングして前記金属板に凹部を形成し、前記金属板の厚さ方向において複数の金属部品のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング工程と、
前記第１面の全体に粘着性の保護層を貼付する工程と、
前記保護層が貼付された前記金属板の前記第１面と反対側の第２面をエッチングして前記金属板に凹部を形成して前記金属部品の輪郭を構成する貫通孔を形成することで、前記金属板の厚さ方向において前記複数の金属部品のそれぞれの残り部分を形成する第２のエッチング工程と、
前記第２面において前記金属部品に剥離層を貼付する工程であって、
前記第２面において、前記複数の金属部品のそれぞれに粘着層を形成する工程であって、前記粘着層は前記複数の金属部品のそれぞれに、前記複数の金属部品の間で離間して形成される工程と、
前記第２面において、前記粘着層を介して前記複数の金属部品を一体的に覆うように前記剥離層を貼付する工程と、を含む工程と、を含み、
前記金属シートは、前記保護層を前記金属シートからはがした場合に、前記複数の金属部品が前記剥離層側に残存し、前記金属シートの前記複数の金属部品以外の部分が前記保護層と共に前記金属部品とは分離されるように構成されている。

本発明によれば、金属板に金属部品を形成する処理において、個々の金属部品とその周囲の金属板とのレイアウトを保持しつつ、金属部品を容易に金属板から分離可能に形成する技術を提供することができる。

実施形態に対応する金属部品の製造方法の一例を示すフローチャート。 実施形態に対応するエッチング処理の一例を示すフローチャート。 実施形態に対応する金属部品の製造方法を説明するための図。 実施形態に対応する金属部品の構成例を示す図。 実施形態に対応する金属部品の使用例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。また、各図において、紙面に対する上下左右表裏方向を、本実施形態における部品（またはパーツ）の上下左右表裏方向として、本文中の説明の際に用いることとする。

まず、発明の実施形態に対応する金属部品の製造方法を、図１Ａのフローチャート及び図２に従って説明する。図１Ａは、実施形態に対応する金属部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。図２は、図１Ａのフローチャートに従って製造される金属部品の断面の一例を示す図である。

図１Ａにおいて、Ｓ１０１では、原材料となる厚さ０．１ｍｍから０．１５ｍｍの金属板の面のうち第1面に対して、金属板の厚さ方向において金属部品の一部を形成するようにエッチング処理（腐食処理）を行う。金属板は、例えばステンレス製とすることができるが、それ以外の金属、例えばアルミ等であってもよい。エッチング処理の詳細については図１Ｂに示すとおりであり、後段で詳細を説明する。

ここで、図２を参照すると、図２（Ａ）には原材料の金属板２００が示されている。金属板２００の厚みは説明のために拡大して示しているが、実際の厚みは０．１から０．１５ｍｍである。これに対して上側の面を第1面としてエッチング処理を施すと、図２（Ｂ）のように金属板２００の表面が、厚さ方向に約半分だけエッチングされ凹部２０１が形成される。なお、凹部２０１の幅は均一ではなく、様々な幅とすることができる。また、凹部２０１の深さも均一でなくてもよい。この凹部２０１により金属板２００の表面に模様が形成される。凹部２０１には、金属部品の模様を形成するものと、金属部品の輪郭を形成するものとが含まれる。また、第１面がシールの表面となる。

図１Ａの説明に戻り、続くＳ１０２では第１面に保護層として粘着フィルムを貼付する。この粘着フィルムは、第2面をエッチングする際に第１面が侵食されないようにするための保護層であって、エッチング処理によって浸食されない耐酸性のフィルムを用いることができる。耐酸性フィルムは、例えば０．４ｍｍの厚さを有し、粘着層とＰＥＴ基材で形成され、粘着層により第1面とＰＥＴ基材とが結合されて、第１面がその後に行われるエッチング処理から保護される。ここで、図２（Ｃ）は、金属板２００をひっくり返して粘着フィルム２０２が第１面に結合された様子を示している。

図１Ａの説明に戻り、続くＳ１０３では金属板の第1面の反対側の（裏面の）第２面に対して、金属板の厚さ方向において金属部品の残り部分を形成するようにエッチング処理を行う。これにより、図２（Ｄ）に示すように、Ｓ１０１で形成された凹部２０１の一部と接続するように形成された凹部により、金属部品の輪郭に相当する部分が貫通して貫通孔２０３が形成され、金属部品が完成するようにエッチング処理が行われる。貫通孔２０３により囲まれる領域が金属部品２０４を構成する。Ｓ１０３で形成された凹部と接続された上記一部以外の凹部２０１は、金属部品２０４の第１面において模様等を形成する。第２面のエッチング処理により、各金属部品２０４は、金属板２００から切り離されることになるが、事前に粘着フィルム２０２が第１面に貼付されているので、各金属部品２０４は金属板２００から分離、或いは、離脱することなく一体的に保持される。

図１Ａの説明に戻り、続くＳ１０４において、金属板の第２面に粘着剤が添付される。粘着剤は公知の材料でよいが、第１面の保護層として貼付した粘着フィルム２０２の粘着層よりも粘着力の高い粘着剤を用いる必要がある。これは、粘着フィルム２０２のＰＥＴ基材をはがした際に、金属部品が粘着フィルム２０２側に張り付いてしまうことを防止するためである。図２（Ｅ）は、各金属部品２０４に粘着剤２０５を貼付した様子を示す。

図１Ａの説明に戻り、続くＳ１０５において、金属板の第２面の粘着剤に対して剥離層として剥離フィルムを貼付する。図２（Ｆ）は、粘着剤２０５に対して剥離フィルム２０６を貼付した様子を示している。粘着剤２０５の粘着力は、粘着フィルム２０２の粘着層よりも粘着力が強いため、粘着フィルム２０２をはがした際には、金属部品２０４は剥離フィルム２０６側に残存し、金属板のそれ以外の部分が粘着フィルム２０２と共に金属部品２０４から分離される。従って、粘着フィルム２０２をはがすことにより、金属部品２０４だけが剥離フィルム２０６側に分離され、金属部品２０４をそれぞれ剥離フィルム２０６から剥離することで、金属シールとして使用することができる。

なお、図１Ａでは記載を省略していたが、Ｓ１０１の後、Ｓ１０２の処理の前に、第１面に対して着色を行ってもよい。その場合、Ｓ１０２では、着色された第１面に対して粘着フィルムが貼付される。また、図１Ａでは、金属板の第２面に対する剥離層の形成をＳ１０４とＳ１０５の２つの工程に分けて実施する場合を示したが、粘着剤が貼付された剥離フィルムを用いることで単一の工程としてもよい。

次に図１Ｂを参照して、図１ＡのＳ１０１、Ｓ１０３におけるエッチング処理の詳細について説明する。まず、Ｓ１１１において、基材である金属板の表面を洗浄する。続くＳ１１２において、金属板の表裏にフォトレジストをラミネートする。続くＳ１１３において、形成しようとする金属部品の輪郭及び模様に対応するフォトマスクを金属板にかぶせて、紫外線を照射する。これにより、フォトマスクにより遮光されていない部分のフォトレジストが感光し、フォトマスクのパターンが転写される。続くＳ１１４において、Ｓ１１３において感光しなかった部分のフォトレジストを薬品で除去することにより現像処理を行う。これにより、必要な部分がマスキングされた状態となる。続くＳ１１５において、Ｓ１１４の現像処理の結果に対して金属を溶かす薬品（エッチャント）をかけて、マスキングされていない部分を溶かすことで、金属部品の輪郭部分や模様を形成する。続くＳ１１６において、レジストを剥離して洗浄し、その後乾燥させる。

次に図３を参照して、図１Ａの製造方法により製造された金属部品の構成の一例を示す。図３（Ａ）は、３つの金属部品を含むシート３００の第１面側の構成例を示す。シート３００には、金属部品３０１、３０２、３０３が含まれる。それぞれの輪郭は、図２の貫通孔２０３により規定される。また、各金属部品上に形成されている模様３０４から３０６は、図２の凹部２０１により形成されている。シート３００の第１面には図２の粘着フィルム２０２が貼付されている。粘着フィルム２０２はＰＥＴ基材で構成されているので透明であり、図３では半透明の斜線領域で示している。

図３（Ｂ）は、３つの金属部品を含むシート３００の第２面側の構成例を示す。シート３００の金属部品３０１、３０２、３０３には、それぞれ粘着剤２０５が貼付され、更にその上に剥離フィルム２０６が貼付されている。また、それぞれの輪郭は、第１面の場合と同様、図２の貫通孔２０３により規定される。また、第２面には、各金属部品を識別するための識別番号が形成されている。当該識別番号は、Ｓ１０１とＳ１０３の各エッチング処理において、貫通孔２０３により規定されるように形成されてもよい。例えば、図３（Ｂ）のような丸付き数字の場合、中の数字はＳ１０１による凹部２０１により形成され、外側の丸の輪郭はＳ１０１とＳ１０３による貫通孔２０３により形成されてもよい。その場合、当該識別番号に粘着剤２０５が貼付されて、粘着フィルム２０２がはがされた場合に剥離フィルム２０６側に付着するようにしてもよい。この場合、粘着フィルム２０２がはがされた場合にも、個々の金属部品の識別番号が残存するので、金属部品を識別しやすくなる。また、識別番号は、Ｓ１０３の第２面のエッチング処理のみにおいて形成されてもよく、その場合、粘着フィルム２０２がはがされた場合にシート３００側に残存し、対応する金属部品とは分離される。

識別番号の一例は、図３（Ｂ）では参照番号３０７から３０９で示しているが、識別番号の付与の形態は、ここで示すような丸付き番号だけでなく、任意の形式としてよい。これにより、金属部品を、模型玩具を作成する際のパーツとして使用することができる。また、識別番号を付与する位置は、当該識別番号と関連付けられる金属部品の近傍であってもよいし、当該金属部品の第２面側であってもよい。この場合、金属部品の接着面側に識別番号が付与されるので番号は表には現れないので、金属部品の外観に影響を与えない。その際、識別番号を形成する凹部の深さは、凹部２０１で形成されるものよりも浅いものとしてもよい。

図３（Ｃ）は、金属部品３０１から３０３をそれぞれ粘着フィルム２０２と剥離フィルム２０６とから取り外した状態を示している。このようにして剥離フィルム２０６等から取り外した金属部品３０１から３０３は、金属シール、装飾用シール、エッチングシール等と呼ばれ、例えばプラモデル等の模型玩具の部品として使用することができる。これらのシールは、裏面に粘着剤が貼付されているので、従来のように瞬間接着剤等で模型玩具の表面に貼付する必要がない。

図４は、金属部品３０１から３０３の使用例を示す。図４（Ａ）は、金属部品３０１の使用例を示しており、同様に、図４（Ｂ）は金属部品３０２の使用例を、図４（Ｃ）は金属部品３０３の使用例をそれぞれ示している。このように、プラモデル等の模型玩具の各パーツに貼り付けて、通気口等を表現するのに用いることができる。但し、本実施形態に対応する方法で製造した金属部品の利用形態は、これに限られるものではなく、プラモデル等の模型玩具の表面を装飾するために用いられてもよいし、自動車模型や、車両模型のマークやエンブレムとして用いてもよい。また、金属部品の外観は、図３や図４に示したものに限らず、任意の模様、図形、数字、キャラクター、動物、植物などを表す外観を有することができる。

上述した本実施形態に対応する金属部品の製造方法によれば、従来は必要であった金属部品とシートとを接続するゲートと呼ばれる接続部分が不要となる。ゲートは金属部品がばらばらとならないようにするために設けられていたが、金属部品をシートから分離する際にゲートを逐一切り離さなければならず煩雑であった。また、ゲートを切り離すのにも技量が要求されるため、きれいに切り離すためには、それなりに熟練する必要があった。本実施形態の製造方法による金属部材はゲートを介してシートと接続されておらず、粘着フィルムと剥離フィルムからはがすことで直ちに利用可能となるので、簡単、かつ、きれいな状態で金属部品を利用可能となる。

また、製造工程における浸食を防ぐために使用される粘着フィルムは、製品完成後も金属部品の表面を保護するので、各金属部品を使用直前まで新品同様の無傷の状態に維持することができる。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

Claims (11)

1. 複数の金属部品を含む金属シートの製造方法であって、
   金属板の第１面をエッチングして前記金属板に凹部を形成し、前記金属板の厚さ方向において複数の金属部品のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング工程と、
   前記第１面の全体に粘着性の保護層を貼付する工程と、
   前記保護層が貼付された前記金属板の前記第１面と反対側の第２面をエッチングして前記金属板に凹部を形成して前記金属部品の輪郭を構成する貫通孔を形成することで、前記金属板の厚さ方向において前記複数の金属部品のそれぞれの残り部分を形成する第２のエッチング工程と、
   前記第２面において前記金属部品に剥離層を貼付する工程であって、
   前記第２面において、前記複数の金属部品のそれぞれに粘着層を形成する工程であって、前記粘着層は前記複数の金属部品のそれぞれに、前記複数の金属部品の間で離間して形成される工程と、
   前記第２面において、前記粘着層を介して前記複数の金属部品を一体的に覆うように前記剥離層を貼付する工程と、を含む工程と、
   を含み、
   前記金属シートは、前記保護層を前記金属シートからはがした場合に、前記複数の金属部品が前記剥離層側に残存し、前記金属シートの前記複数の金属部品以外の部分が前記保護層と共に前記金属部品とは分離されるように構成された、複数の金属部品を含む金属シートの製造方法。
2. 前記第２のエッチング工程では、前記第１のエッチング工程において形成された凹部の一部と接続する凹部を形成することにより、前記複数の金属部品のそれぞれの輪郭を形成する貫通孔が形成され、
   前記複数の金属部品のそれぞれは、前記貫通孔により前記金属板と分離可能に構成される、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記第２のエッチング工程では、前記貫通孔を形成する凹部のみが形成される、請求項２に記載の製造方法。
4. 前記第１のエッチング工程において形成された凹部には、前記金属部品の輪郭よりも内側の前記金属部品の表面の模様を形成する凹部が含まれる、請求項１から３のいずれか１項に記載の製造方法。
5. 前記第２のエッチング工程では、前記複数の金属部品をそれぞれ識別する識別情報が更に形成される、請求項２または３に記載の製造方法。
6. 前記金属部品は、模様、数字、図形、キャラクター、動物、または、植物を表す外観を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
7. 前記第１のエッチング工程の後で、かつ、前記保護層を貼付する工程の前に、前記第１面に着色する工程を更に含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法。
8. 前記保護層の前記第１面に対する粘着力は、前記粘着層の前記第２面に対する粘着力よりも弱い、請求項１から７のいずれか１項に記載の製造方法。
9. 複数の金属部品を含む金属シートであって、
   前記金属部品の輪郭は、前記金属シートを貫通する孔により規定され、
   前記金属シートの第１面の全体が粘着性の保護層により覆われており、
   前記金属部品には、前記金属シートの前記第１面と反対側の第２面側において粘着剤を介して前記複数の金属部品を一体的に覆う剥離層が貼付されており、
   前記粘着剤は、前記複数の金属部品のそれぞれに、前記複数の金属部品の間で離間して形成され、
   前記保護層を前記金属シートからはがした場合に、前記複数の金属部品が前記剥離層側に残存し、前記金属シートの前記複数の金属部品以外の部分が前記保護層と共に前記金属部品とは分離されるように構成された、金属シート。
10. 前記粘着性の保護層の前記第１面に対する粘着力は、前記粘着剤の粘着力よりも弱い、請求項９に記載の金属シート。
11. 前記金属シートのうち、前記複数の金属部品以外の部分は一体的に形成されている、請求項９又は１０に記載の金属シート。

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